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蓖麻油基生物沥青/TLA复合改性沥青及其混合料性能研究
| 论文题名： | 蓖麻油基生物沥青/TLA复合改性沥青及其混合料性能研究 |
| 关键词： | 生物沥青;混合料;TLA;微观机理;流变性能;抗老化性能 |
| 摘要： | TLA改性沥青及其沥青混合料具有优异的高温抗变形、抗老化和抗水损害性能，但低温性能不足限制了其工程应用及推广。本文尝试用从农副产品中提炼的生物沥青来弥补TLA改性沥青低温性能的不足，并且系统地研究了生物沥青/TLA复合改性沥青的常规性能、微观机理、流变性能、抗老化性能及其混合料的路用性能。主要得到以下结论： 基本性能试验表明，生物沥青、石油沥青、TLA之间具有良好的相容性。TLA改性沥青具有更高的稠度和高温稳定性，但低温延展性较差，当量脆点更低。生物沥青会显著提高TLA改性沥青的低温性能，但对其高温稳定性会有轻微不利影响。当生物沥青掺量达到9%~12%时，生物沥青/TLA复合改性沥青的高低温性能指标均高于基质石油沥青。 微观试验表明，TLA微观表面粗糙不平，具有很多粒度小、比表面积大且粗糙的灰分。生物沥青、石油沥青、TLA的四组分比例差异较大，TLA含有大量重质组分，而蓖麻油生物沥青具有大量轻质组分。TLA、生物沥青与石油沥青未发生化学反应，改性方式为物理改性。生物沥青/TLA复合改性沥青的热稳定性、芳环指数和重均分子量比石油沥青更高。 流变试验表明，与石油沥青相比，生物沥青/TLA改性具有更高的抗变形能力、高温性能、感温性能和更低应力敏感性。TLA改性沥青更难通过应力松弛释放温缩引起的应力，容易产生裂纹，低温性能降低，但在生物沥青复合掺入后得到明显改善。当生物沥青掺量为9%~12%，复合改性沥青的高、低温流变性能均优于基质沥青。 生物沥青/TLA改性沥青具有更高的残留针入度，更低的软化点增量、黏度老化指数和复数模量老化指数，说明其抗老化性能优越。其抗老化机理为在生物沥青、TLA共同作用下，沥青质更好地溶入连续相，形成更稳定的体系，减少了沥青质与氧气的接触面积。并且沥青表面附近的灰分在老化作用下逐渐显现，阻隔氧气对内部沥青分子的进一步氧化，从而降低沥青分子生成亚砜基、羰基等极性官能团的速率，提高了抗老化性能。 当生物沥青掺量达到9%~12%时，生物沥青/TLA复合改性沥青混合料的水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性均优于基质沥青混合料。通过灰色关联分析可以得到，沥青胶结料高温指标与沥青混合料动稳定度相关性从大到小为：车辙因子＞旋转黏度＞芳环指数＞重均分子量＞T800＞软化点＞针入度。沥青胶结料低温指标与沥青混合料最大弯拉应变相关性从大到小为：m＞T1.2＞S＞延度。 |
| 作者： | 雷杰超 |
| 专业： | 工程(建筑与土木工程) |
| 导师： | 孟勇军;熊剑平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广西大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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